Исследование радиоизлучения галактических остатков сверхновых в метровом диапазоне волн тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРДЕНА. ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ - РЕВОЛЮЦИИ ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ юл. П.Н.ЛЕБЕДЕВА. АСТРОКОСМИЧЕСККЙ ЦЕНТР

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ ГАЛАКТИЧЕСКИХ ОСТАТКОВ СВЕРХНОВЫХ В МЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ВОЛН

Специальность 01.03.02 - астрофизика,радиоастрономия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

на правах рукописи

УДК 524.334-77

Коваленко Анатолий Васильевич

Москва 1994 г.

Работа выполнена в Астрокосмическом Центре ФИАН им.П.Н.Лебедева.

Научный руководитель

кандидат физико-математических наук В.А.Удальцов

Официальные оппоненты

доктор физико-математических

наук К.С.Станкевич и кандидат физико-математических наук Г.М.Рудницкий

Ведущая организация

С.-Петербургский филиал САО Российской Академии наук

'V час

Защита состоится "¿</ ". /ЛCipT~l> 1994 г. в _

заседании специализированного Совета Д.002.39.01 при Физическом институте им.П.Н.Лебедева Российской Академии наук по адресу: 117924, Москва В-333, Ленинский проспект, •53. ФИАН^

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФИАН Автореферат разослан ^^ф^ 1994 г. Ученый секретарь

Специализированного Совета Д.002.39.01 доктор физико-математических наук

М.В.Попов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Данная работа посвящена многочастотным исследованиям радиоизлучения остатков сверхновы! (ОСН). Исследования ОСН имеют ключевое значение в решении таких .важнейших проблем астрофизики как заключительная стадия звездной эволюции к происхождение космических лучей. Кроме поставки космических лучей в Галактику, ОСН являются главным - источником энергии для межзвездной среды (МЗС), во многом воздействуют на ее структуру и на процессы зведообразования.

Все остатки сверхновых являются taточилками нетеплового радиоизлучения. В наиболее полном ката.*--^ Грина, 1991г. включено 174 остатка сверхновых, а основные параметры у многих ОСН остаются ещо- не ясными. Данных наблюдений ОСН на низких частотах мало. К настоящему времени появились результаты наблюдений ОСН в первом квадранте галактических координат на частотах 30.9 и 57.5 МГц. Эти наблюдения пЪказали, что для некоторых ОСН во внутренней части Галактики наблюдается поглощение радиоизлучения от 0C1I на низких частотах. Это проявляется на спектре радиоизлучения остатков сверхновых -наблюдается "завал" спектра на низких частотах. "Завал" обусловлен свободно-свободшд! поглощением в ионизованной межзвездной среде, что дает возможность исследовать некоторые характеристики МЗС, исследовать ее структуру в областях, где получить информацию из наблюдений в других диапазонах волн достаточно трудно.

Таким образом, последние данные показывают актуальность исследований ОСН на низких частотах. Научная новизна работы;

1)Впервые составлен каталог интегрэльных потоков . радиоизлучения в метровом диапазоне boj для больше чем половины известных ГСН. 2¡Впервые в таком широком (от 10 МГц до 32 ГГц) частотном диапазоне построены компидяционные спектры для 102 остатков сверхноЕых. Причем, для спектров многих ОСН данные в метровом диапазоне волн оказались решашими при определении спектрального индекса. Для многих объектов спектральные индексы

определены впервые.

3)Пр:шерно у одной трети наблюдаемых GCH на метровых волнах выявлен низкочастотный завал спектра, обусловленный поглощенней в межзвездной среде на луче зрения. Впервые в направлении многих ОСН определены оптические толщины поглощающей среды.

4)Для восьми остатков сверхновых указано на излом спектра в области высоких частот. Эта высокочастотная особенность спектров ОСН вероятней всего обусловлена синхротронными потерями релятивистских частиц на излучение.

5)Показано, что вклад в радиоизлучение исследуемых старых остатков сверхновых излучения от "нагребенных" из межзвездной среды релятивистских частиц мал.

Научная и практическая ценность работы. Совранный наблюдательный материал весьма полезен при решении разных проблем, связанных с радиоизлучением остатков сверхновых. Исследование поведения спектров ОСН на низких частотах позволяет получить некоторые параметры межзвездной среды в разных направлениях галактической плоскости. С привлечением других данных это позволит определить структуру межзвездной среды в Галактике, ее температуру. Наблюдения радиоизлучения старых остатков сверхновых будут способствовать развитию теоретических моделей еволюции ОСН на самых поздних стадиях их развития.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертации докладывались на научных семинарах отдела радиоастрономии АКЦ ФИАН, на XIII Всесоюзной конференции по галактической и внегалактической радиоастрономии (г.Звенигород,1979), ХУ Всесоюзной конференции по галактической и внегалактической радиоастрономии (г.Харьков,1933), ХУ1 Европейской конференции молодых радиоастрономов (г.Г'етеборг, 1983), ХУШ Европейской конференции молодых радиоастрономов (г.-Гренобль, 1985), XIX Всесоюзной конференции по галактической и внегалактической радиоастрономии (г.Таллинн,1987), XXIII Всесоюзной конференции по галактической и внегалактической радиоастрономии (г.Ашхабад,1991).

Основное содержание диссертации опубликовано в 17 работах. Личный вклад автора. Личный вклад автора состоит из участия в

постановке задач для наблюдений, участия в наблюдениях. ■ Все наблюдения на радиотелескопе БСА к обработка измерений плотностей потоков ОСН осуществлена азтором. Часть наблюдения на телескопе ВЗ ДКР-1000 выполнена автором. Автором проведен расчет я сравнительная анализ параметров ОСН, получении из разных моделей остатков сверхновых. Для большинства ОСН автором построены комппляционные спектры. Автору принадлегсит создание программного пакета для автоматизированных наблюдений на радиотелескопе БСА и первичной обработки результатов наблюдений.

На защиту выносятся следующие результата:

1)Список 111 ОСН, для которых измерены интегральные потоки на частотах 83МГц, 102МГц и 111МГц. Для 47 остатков, сверхновых потоки ня таких низких частотах получены впервые.

2)Список №<? компиляционных спектров ОСН, для которых проведен анализ в низкочастотной и высокочастотной обл^зтях.

3)Обнаружение "завалов" спектров на низких частотах у 23 ОСН, связанного с поглощоштем радиоизлучения ОСН в межзвездной среде дополнительно к уже известным - у 19.

4 Исследование расрвделекия радиояркости 12 протяжешшх остатков сверхновых.

5)Определение природа радиоизлучения некоторых протяженных объектов радиоизлучения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время е нашей Галактике по данным каталога Грина,1991г. отождествлено около 170 нетепловых радиоисточников - остатков сверхновых. По данным этого каталога основные параметры у многих ОСН остаются еще нэ ясными. Так у 60 остатков остаются под вопросом спектр: ные индексы и, соответственно, сп»ктры. У 37 остатков нет ясности с их угловыми размерами, а у 58 не ясен тип ОСН - его структурная классификация (оболочечкый, плерион или композиционный). Подавляющее большинство из этих объектов - старые остатки сверхновых, так как для объектов с возрастом больше тысячи или нескольких тысяч лет индивидуальные свойства вспышки звезды

становятся несущественными. Основные свойства таких .остатков сверхновых определяются их взаимодействием с окружающей средой. Разнообразие наблюдательных проявлений остатков сверхновых определяются разлетом выброшенной оболочки, распространенней ударных волн, сгребанием неоднородной межзвзедной среда, а вместе с ней и космических лучей. Последнее может играть важную роль в радиоизлучении ОСН.

Исторически первыми бшш оптические наблюдения ОСН. Они указали на пекулярность объектов, позволили исследовать механизм торможения оболочек в межзвездной среде. Однако, из известных в нашей Галктике радиоостатков сверхновых только не больше пятидесяти из них отождествлены с оптическими туманностями и, поэтому, исследования в радиодиапазоне увеличивают число ОСН, позволяют исследовать объекты на самих поздних стадиях еволюции, когда оптическое излучение наблюдать трудно, а радиоданные становятся единственным источником информации об этих объектах. Исследования распеделения радиояркости' ОСН являются вахным моментом для понимания процессов перехода остатка сверхновой в мукзвеадную среду. Сейчас накоплен большой материал о свойствах ртих объектов б основном в сантиметровом диапазоне волн. Современные телескопы ■этого радиодиапазона имеют достаточно хорошую чувствительность и разрешение для успешных исследований структуры, поляризационных характеристик осн. Многие остатки сверхновых наблюдаются в областях теплового радиоизлучения. В сантиметровом диапазоне волн нклэд рздцонелучения от таких областей существенный, что затрудняет исследовать спектральные характеристики ОСН. Напротив, в метровом диапазоне волн вклад в радиоизлучение от тагах областей незначительный и исследования в этом диапазоне волн очень важны. Ранние наблюдения на низких частотах способствовали отождествлен;:« многах ОСН как источников нетеплового радиоизлучения. Однако эти наблюдения были выполнены на инструментах с малой разрешающей способностью к недостаточной чувствительностью. Только в последнее десятилетие с проведением регулярных наблюдений на больших радиотелескопах метрового и декаметрового диапазонов БСА;Пущино) ,УТР-2(Харьков) и Кларк Лэйк(С!1!А) с хорошим

разрешением и чуствительностью позволило дополнить исследования радиоизлучения ОСН в этом диапазоне воли. '

С целью значительно расширить список ОСН, наблюдавшихся на низких частотах, а так же для исследования остатков сверхновых на поздних стадиях еволюции, группой сотрудников РАС АКЦ ФИАН были проведены наблюдения всех ОСН, которые доступны для наблюдений на радиотелескопах метрового диапазона в г.Пущине.

I.РАДИОТЕЛЕСКОПЫ МЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА НА РАДИОАСТРОНОМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ АКЦ ФИЛИ И МЕТОДИКА НАБЛЮДЕНИЙ.

1.1 Радиотелескоп БСА. БСА - Большая с'-нырукзцая антенна. Средняя частота приема антенны - 102.5 МГц, полоса приема - 3 МГц. Инструмент представляет собой плоскую даумерную (187 м ВЗ

х 384 м СЮ) меридаанальную антенну. Большгя эффективная площадь

р

радиотелескопа БСА ФИАН - около 36 ООО м в зь.чите и диаграмма направленности 48'х 24' seo(s) позволяют использовать его для исследования распределения яркости слабых протяжении радиоисточников с угловым размером более 0.5°

1.2.Радиотелескоп ВЗ-ДКР-1000. ВЗ ДКР-1000 - плечо восток-запад диапазонного крестообразного радиотелескопа. Инструмент расчитан на работу в диапазоне волн 2.5-Ю м. Он представляет собой параболический цилиндр управляемый по углу места в пределах 7.5°-125° и размером 1000x40 м. Телескоп является меридквнальным инструментом с ножевой диаграммой направленности (ДН) размером 10* х 4°. Сравнение с радиотелескопами, которые имеются в мире я работают в настоящее время в метровом диапазоне, покьзызает, что радиотелескопы метрового диапазона на РАС АКЦ ФИАН - БСА и ДКР-1000 имеют необходимее параметры для успешных наблюдений ОСН: высокая чувствительность, достаточно хорошее pat ;meime для этого диапазона волн. Наличие двух телескопов позволяет проводить наблюдения в единой системе и беспечивает диапазонность наблюдений.

1.3.Метод построения радиоизображения протяженных объектов при наблюдениях на БСА. Разработанная методика 'проведения наблюдений на БСА ¡ШАН позволяет получать радиокарты слабых

протяженных объектов о размерами больше 0.5° [10]. Программа написана на алгоритмическом языке Ф0РТРАН-1У в версии ДОС РВ-11 на ЗБМ М-6000. Во время наблюдений она осуществляет все необходимые операции по управлению радиотелескопом . БСА, радиометром РК-8С и сбором информации. Первичная обработка результатов наблюдений выполняется в квазиреальном времени и вклвчает в себя учет • различного усиления по каналам, учет различных '. уровней сложной диаграммы направленности радиотелескопа, калибровку регистрируемого сигнала.

И. .РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ СТАРЫХ ОСТАТКОВ СВЕРХНОВЫХ.

2.1.Старые остатки сверхновых по наблюдениям в метровом дизпазоне волн. Особое место в проблеме эволюции остатков сверхновых занимает вопрос о взаимодействии остатка с мекзвездной средой на поздней стадии своего развитая. Речь идет о влиянии окружающей среды на структуру объекта, свойства его радиоизлучения.

До настоящего времени остается открытым вопрос о том, какие частицы обеспечивают наблюдаемое радиоизлучение старых остатков сверхновых - "собственные" частицы, т.е. частицы, которые •возникли при взрыве сверхновой звезды, или "нагребенные" в процессе распространения, выброшенной при взрыве сверхновой звезды, оболочки межзвездные релятивистские электроны. Наблюдения дают возможность достаточно надежно оценить расстояние и линейные размеры остатков сверхновых методом предложенным Шкловским И.С. В основе этого метода лежит эмпирическая зависимость радиояркости £ остатков сверхновых от линейного размера Б. Эмпирическая зависимость имеет вид Е « и"'*. Используя ету зависимость, для исследуемых рбъектов можно оценить линейные размеры и расстояния До них. Для расчета других параметров остатков сверхновых используем соотношения известных моделей, описывающих эволюцию старых ОСН, предложенных ван дер Лааном и Шевалье. Модель ван дер Лаана описывает адиабатическое расширение старого остатка сверхновой в межзвездной среде. Предполагается, что окружающая среда с "вмороженными" в нее силовыми линиями галактического магнитного

поля однородна и что радиоизлучение обусловлено "нагребенными электронами космических лучей. В модели 'Шевалье учитывается влияние на эволюцию ОСН тагах процессов как ионизация и охлаждение за счет излучения. Сравнение параметров ОСН, полученных из рассматриваемых моделей с наблюдаемыми, укачивает на то, что модель Шевалье является предпочтитетшней для описания процессов, происходящих при эволюции старых ОСН, по сравнению с моделью вен дер Лаэна. Однако нужно заметить, что и модель Шевалье не может в полной мепэ удовлетворить наблюдательным даннш [8.S1.

Для того, чтоб ответить на вопрос излучающие электроны являются только "нагребенными" в поцоссе "^старения оболочки ОСН или электронами, которые возникли прь взрыЕе. сверхновой и(штя) ускорились в оболочке, проанализируем величину полной енергаи этих частиц и сравним с величиной полной енергки электронной кетяюнентн космических лучей в оСгеме, занимаемом ОСН. Полную энергим излучающих электронов в оболочке ОСН We оценим исходя из предположения о выполнении условия равнораспределения энергии магнитного поля (W^) и релятивистских частиц. Результаты расчетов показывают, что если на поздней стадии эволюции ОСН выполняется условие равнораспределения x!ip =t Wj,, тогда у всех исследуемых остатков сверхновых доля излучения "нагребенных" • релятивистских электронов космических лучей мала по сравнению с принимаемым радиоизлучением от этих ОСН [11].

2.2 Распределение радкояркости протяженных остатков сверхновых на частоте 102.5 МГц. Наблюдений ОСН больших угловых размеров на низких частотах очень ыэло. Радиотелескоп БСА ФИАН имеет высокую чувствительность и вполне удовлетворительное разрешение для того, чтоб исследовать протяженные объекты низкой поверхностной яркости. Поэтому, с (елью исследования радиоизлучения тагаг ОСН с помощью БСА Сил проведзн обзор плоскости Галактики в северной полусфере на частоте 102.5 МГц [3.5,6,7].

В результате проведения обзора остатков сверхновых с угловыми размерами больше 1° доступных для наблюдений на радиотелескопе БСА были получены радиокарты 12 ОСН на частоте

)02.5МГц. В настоящей работе рассмотрены только те особенности радиоизлучения этих ОСН, которые были получены из наблюдений на 102.? МГц и дополняют ухе существующие данные по этим объектам [11].

Радиоизлучение ня 102 МГц ОСН Петля в Лебеде показывает фрагмонтарко-оболочечную структуру. Радиоисточник можно разделить на три компонента с различными спектрами [5]. У восточной ("С") и западной (,:В") компонент возможен излом спектра в области частот 0.7 - 1 ГГц. Самая южная часть источника (компонента "А") наблюдается в направлении, где присутствуют очень слабые оптические волокна и не наблюдается рентгеновского излучения, хотя в радиодиапазоне ета область достаточно яркая. Особенностей в спектре стой компоненты не наблюдается. Еще для двух ОСН -• СТВ1 и СТА1 получены новые значения спектрального индекса равные 0.74 и 0.47, соответственно. Остаки сверхновых НВ21, С 166.6+1.1, НВЗ, С57.3+1.2 на частоте 102 МГц имеют оболочечную структуру, а остатки сверхновых 0А184, СТВ1, СТА1, С114.3+0.3 фрагментарно-оболочечную. У 8 из 10 исследуемых протяженных ОСН наблюдается Vяpчeниe к плоскости Галактики, что может говорить о влиянии на распределение радиояркости ОСН зависимости •плотности межзвездного газа от высоты над плоскостью Галактики. Выделенная несимметричность . в распределении радиояркости гораздо сильней чем в предположении распределения плотности межзвезной среды как р(г)=р(0)ехр(- |г|/180). Радиокарты НВ21, 0114.3+0.3. 0116.6+1.1. 0А184, 0207.1+2.2, С57.3+1.2 на столь низкой частоте получены впервые.

2.3. Определение природы радиоизлучения отдельных объектов. С целью отождествления некоторых объектов радиоизлучения как остатков сверхновых были проведены исследования радиоизлучения этих объектов.

С156.4-1.2 На частоте 102 МГц с разрешением 48' х 24' зео(а) угловых минут получены. радиоизофоты слабоизученного протяженного радиоисточника, интерпретируемого как остаток вспышки сверхновой 0156.4-1.2 или СТВ13. В пределах размеров СТВ13 обнаружены три компоненты. Оки расположены почти на одном склонении и втим можно объяснить вытянутость размера источника

по прямому восхождению.. Анализ изофот показывает, что в отой области не наблюдается какой либо структуры, близкой к оболочечной. которая является типичной для ОСН. Скорее всего данная область представляет собой некоторые детали галактического фона или неразрешенные радаоисточники, а не ОСН 11].

' G117.4+5.0.Результаты исследований области W1 на многих частотах разными авторами неоднозначно указывают на природу излучения втого объекта. Для уточнения природа излучения зопадной компоненты (SW), отождествляемой с остатком сверхновой, исследовался ее спектр с помощью более точного метода измерения разности спектральных индексов двух радиоисточников. Из этого анализа следует, что излучение компоненты SW тепловое и, поэтому, SW не является остатком сверхновой [2]. Анализ излучения в широком диапазоне частот показывает, что радиоизлучение всех компонент комплекса W1 в основном обуславливается.тепловым механизмом.

G1.1.-0.1. Нетешгавой спектр источника, большие угловые размеры (6 угл.мин.), галактическая природа и оболочечная структура дают достаточно оснований для классификации его как остатка вспышки сверхновой [15].

G11.2-1.1. Согласно наблюдениям на РАТАН-600 имеются данные что вто остаток исторической сверхновой SN 396, находящийся на расстоянии 1.5 кпк. Однако из наших измерений следует, что расстояние до G11.2-1.1 больше 1.5 кпк, что соответственно затрудняет предлагаемое отождествление. Результаты наблюдений этого объекта указывают на наличие в направлении этого объекта поглощения - t100>0.47. Сравнительная оценка расстояния до ОСН по поглощению указывает на то, что расстояние до G11.2-1.1 больше 5 кпк. А отсюда представляется маловероятным, что ОСН является исторической сверхновой SN396 [16].

G57.3+1.C. Получены радиоизофоты на частоте 102.5 МГц объекта ИЗЬИспользуя наблюдения па 102 МГц и первые наблюдения этого объекта на частоте 1400 МГц, мы подтверждаем нетепловую природу радиоизлучения втого объекта. Большой угловой размер источника, нетепловой спектр, галактическая природа и оболочечная структура являются основанием' для

включения етого источника в каталог галактических остатков вспмлек сверхновых.

С156.2+5.7. Оценки интегрального потка на частоте 102 МГц подтверждают нетепловую природу радиоизлучения этого источника. Радиоисточник является протяженным, оболочечным и сомнений в вопросе включения этого радаоисточника в каталог ОСН у нас нет 116].

2.4.Исследование радиоизлучения Петли I на частоте 102.5МГц. Одним из интересных и необычных объектов нашей Галактики является Петля I. Вопрос о происхождении Петли I на сегодняшний день окончательно не решен. Наиболее общепринятой точкой зрения является то, что Петля I является старим остатком сверхновой. С целью изучешш природы радиоизлучения Петля I, кар возможного старого остатка сверхновой, были проведены наблюдения этого объекта на частоте 102.5 МГц с помощью радиотелескопа БСА ФИАН [12]. Получена радиокарта на частоте 102.5 МГц северюй части Петли 1 в области прямых восхождений 12*1 - 18*1 и склонений 10° - 30°. Анализ полной эноргии электронной компоненты космических лучей, выметенных и "нагребенных" во время расширения оболочки Петли I космических лучой Галактики не ■ достаточно для обеспечения величины принимаемого радиоизлучения. Релятивистские электроны, обуславливающие радиоизлучение оболочки Петля I, либо возникли во время взрыва сверхновой, либо ускорились до релятивистких скоростей в процессе расширения выброшенной оболочки. Помимо оценок полной энергии излучающих частиц в объекте были проведены исследования относительного распределения интенсивности радиоизлучения Петли I на частоте 102.5 МГц вдоль радиуса оболочки с целью сравнения этого распределения с подобными распределениями некоторых параметров, получаемых в модели эволюции остатка свергной Фалле. Для качественного анализа с . наблюдаемыми профилями распределения интенсивности радиоизлучения Петли I были использоезны результаты численного расчета Фалле поведения плотности, давления магнитного поля, скорости вещества в оболочке вдоль радиуса ОСН. Положение максимумов и ширины распределений названных параметров из модели Фалле качественно близки к наблюдаемому относительному распределению

радиоизлучения. тгри следующих значениях плотности окружающей среды и параметрах остатка сверхновой: плотность окружающей среды - 0.01 •см--', радиус остатка сверхновой - 116 пк,скорость расширения - 25-7 км/с, возраст порядка 10^ лет. Однако формы распределений, определяемые из модели, не согласуются с наблюдаемым относительным распределением радиояркости. Проведенные оценки и качественный анализ не противоречит предположению, что необычный объект Петля I является близким старым остатком сверхновой, расширяющемся в довольно разреженной межзвездной среде.

III. СПЕКТРЫ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ ОСТАТКОВ СВЕРХНОВЫХ

Учитывая дефицит измерений: плотностей потоков остатков

сверхновых в метровом диапазоне волн, возможность обнаружения

t

поглощения в направлении большего количества остатков, а также измерения интегральных .потоков и определения спектральных индексов были проведены наблюдения более 100 остатков сверхновых, видимых в Пущине на радиотелескопах ФИАН В-3 ДКР-1000, БСА в диапазоне 80-120 МГц .

3.1. Исходные дашше и построение компиляционных спектров остатков сверхновых. Наблюдения остатков сверхновых на 80 МГц и, в последнее врем", на более низких частотах, построение по этил данным компиляционных спектров указывают на отклонение некоторых спектров ОСН от степенного на частотах меньше 100 МГц. Помимо низкочастотной особенности спектров ОСН, упомянутой выше, были обнаружены изломы спектров на частотах в области 1ГГц для некоторых ОСН. Эти данные дискутируются и в настоящее время. Учитывая важность исследования спектров ОСН нам;: были использованы низкочастотные наблюдения, выполненные в Пущине на частотах 83, 102 и 111 МГц, для построения компиляционных спектров ОСН. Представленные спектры построены по совокупности опубликованных данных об интегральных потоках остатков сверхновых в интервале частот от 10 МГц до 32 ГГц за почти тридцатилетний период наблюдений ОСН в радиодиапазоне. Ясно, что результаты этих наблюдений получены на разных телескопах с сильно отличающимися разрешением и чуствительностью; При

построении спектров это обстоятельство учитывалось и использовались данные оригинальных работ. • Две трети из рассматриваемых 102 ОСН имеют типичный нетепловой спектр с постоянным спектральным индзксом, а остальные спектры из этих остатхсов сверхновых имеют особенности. В основном - это "завал" на низких частотах и несколько объектов с изломом спектра на высоких частотах в диапазоне 1-10 ГГц.

3.2. Каталог потоков радиоизлучения отатков сверхновых на частотах 93, 102.5 и 111МГц. Наблюдения видимых в Пущине остатков сверхновых на частотах 83, 102 и 111 МГц проводились по выборке из каталога Грина, 1991г. При анализе распределения яркости, размеров, структурной классификации, спектра использовались все известные к настоящему времени каталоги ОСН. В зависимости от угловых размеров остатков сверхновых их интегральные плотности штоков определялись различным образом.Относительные ошибки измерения интегральных потоков по нашим измерениям составляют 15-303». Из 108 ОСН каталога Грина, находящихся в области обзора радиотелескопов в Пущине, не наблюдался один - 0240.9-0.1. Интегральные плотности потока определены у 95 остатков, а у 14 определены верхние пределы интегральных плотностей потоков. Помимо остатков сверхновых из каталога 1"рина в каталог включены 4 новых остатка сверхновых -С1.1-0.1, 011.2-1.1, 037.3+1.2 и 0156.2+5.7, а исключен один тепловой радкоисточник - С 117.4+5.0 [16].

3-2- "Завалы" спектров остатков сверхновых на низких частотах. В последней работе, посвященной исследованию спектров ОСН на низких частотах на Т-образном радиотелескопе в Кларк Лейке, выделено 13 спектров ОСН с "завалами" на низких частотах. Из 102 построеных нами спектров ОСН завал наблюдается у 42 остатков сверхновых, причем 80% из них - спектры ОСН, наблюдаемых во внутренней области Галактики, т.е. с галактическими долготами меньше 60° [17]. Наиболее вероятным объяснением наблюдаемого завала спектра у этих объектов может быть поглощение радиоизлучения остатков сверхновых в межзвездной среде на луче зрения или в окружающей их среде. Наибольшее поглощение наблюдается у четырех источников в направлении области центра Галактики - Г (100 МГц) = 6-0.8. В

направлении всех остальных ОСН оптическая толщина г(10ШГц)£0.3.

4.4. Излом, спектров ОСН на высоких частотах. У восьми остатков сверхновых наблюдается такая особенность спектра на высоких частотах [17]. Спектры этих ОСН нельзя описать единным степенным закопом, т.е. если преставлять спектры в логарифмическом масштабе, то они будут представляться в виде двух пересекающихся прямых с разными наклонами. Область пересечения выделяется как излом спектра. Этот излом для разных объектов находится в диапазоне частот 1 -11 ГГц. Высокочастотная особенность выделенных спектров обусловлена энергетическими потерями релятивистских частиц на синхротронное излучение. При изотропном распределении излучающих частиц со степенным внергетическим спектром во всем диапазоне приемле;.;их значений анергий излом в спектре радиоизлучения может наблюдаться в двух случаях: 1) синхротронные потери; 2) синхротронные потери и инжекция степенного спектра частиц. В первом случае спектральный индекс а в высокочастотной области увеличивается на величину (4а+3)/3, а во втором - на 0.5. Излом спектра имеют объекты разного тт. При типичных значениях

4

магнитного поля в ОСН и Ю Гс и возрасте а-. 10 лет вычисленные частоты излома спектров ОСН в случаях 1) или 2) оказываются гораздо больше чем 'тчблюдаемые. Нам представляется, что это несоответствие можно объяснить если предположить, что в наблюдаемое радиоизлучение этих объектов вносят свой'вклад две компоненты: диффузная и филаментарная. Излом спектра обусловлен только синхротронными потерями (случай 1). В филаментах за счет сжатия с высвечиванием величина магнитного поля может увеличиться на порядок и больше. С учетом этого частота излома для этих областей сместится к наблюдаемым частотам излома, а наблюдаемые спектры можно объяснить различным вкладом диффузной и филаментарной компонент в радиоизлучение ОСН.

ВЫВОДЫ.

Основные результаты данной работы можно резюмировать следующим образом:

1. Получен новый каталог плотностей потоков ОСН на трех частотах S3, 102 и 111 МГц. Этот каталог является наиболее полным в данном диапазоне частот и плотностей потоков.

2. Впервые в таком Широком, от 10 МГц до 32 ГГц, частотном диапазоне построены компиляционные спектры для 102 отатков сверхновых. Для спектров многих ОСН данные в метровом диапазоне волн оказались решающими при определении спектрального' индекса. Для многих объектов спектральные индексы определены впервые.

3. У одной трети наблюдаемых ОСН на метровых волнах выявлен низкочастотный завал спектра. Этот завал спектра обусловлен поглощением радиоизлучения от ОСН в межзвездной среде на луче зрения. Впервые в направлении многих ОСН определены оптические толщины поглощающей среды.

4. Получено рэдаоизображение 12 остатков сворхновых на частоте 102.5 МГц. Для 7 ОСН изображения на столь низкой частоте получены впервые. Показано, что распределение радиояркости многих GCH в основном обусловлено облачной структурой окружающей среды, хотя имеется тенденция к уярчению к галактической плоскости.

5. У шести протяженных объектов определена природа их радиоизлучения: четыре объекта G1.1-0.1, G11.2-1.1, G57.2+1.2, G156.2+5.7 отсздествлены как остатки сверхновых; показано, что два объекта W1 и СТВ13, ранее отождествленных как ОСН, не являются таковыми.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1 .А.П.Глупак,А.В.Козаленж),А.В.Пьшзарь,В.А.Удальцов. "Наблюдения протяженных остатков сверхновых в окрестностях антицонтра Галактики". 1979. XII Всесоюзная конференция по галактической и внегалактической радиоастрономии, г.Звенигород, тезисы докладов, С.50.

2.В.А.Удальцов,А.В.Коваленко. "О природе излучения звездно-газопылевого комплекса радио-источника W1".1982. Астрономический ¡иурнал, Т.59,вып.1,С.27-37.

3.А.В.Коваленко,В.А.Удальцов. "Радиоизлучение на частоте 102 МГц комплекса тепловых источ-ников IC1795.IC1805 и остатка сверхновой НВЗ". 1933. ХУ Всесоюзная конференция по галактической

и внегалактической радиоастрономии, г.Харьков, тезисы докладов, С.119.

4.А.В.Коваленко,А.В.Пынзарь,В.А.Удальдов. "Компоненты с различными спектрами в радиоисточнике "Петля в Лебеде". 1983. ХУ Весоазная конференция по галактической и внегалактической радиоастрономии, г.Харьков, тезисы докладов, С.121.

5.А.П.Глушак, А.В.Коваленко, С.М.Кутузов, А.В.Пынзарь, Ь.А.Удальцов. "Исследование распределения яркости на частоте 102 ?ЛГц остатков сверхновых С11б.5+1.5,СТВ1,Петля Единорога.G207.1+2". 1983. ХУ Всесоюзная конференция по галактической и внегалактической радиоастрономии, г.Харьков, тезисы докладов, С.125.

6.А.П.Глушак, А.В.Коваленко, С.М.Кутузов, А.В.Пынзарь, В.А.Удальцов. "Изофоты остатков сверхновых G114.3+0.3.CTA1 и JA184 на частоте 102 МГц". 1983. ХУ Всесоюзная конференция по галактической и внегалактической радиоастрономии, г.Харьков, тезисы докладов, С.127 -

7.А.В.Коваленко. "Распределение радиояркости протяженных остатков сверхновых на частоте 102 МГц". 1983. ХУ1 Европейская конференция молодых радиоастрономов, г.Гетеборг(Швеция), тезисы докладов.

8.А.П.Глушак,А.В.Коваленко,В.А.Удальцов. "Старые остатки сверхновых по наблюдениям в метровом диапазоне". 1983. ХУ Всесоюзная конференция по галактической и внегалактической радиоастрономии, г.Харьков, тезисы докладов, С.123.

9.А.В.Коваленко. "Об эволюции старых остатков сверхновых". 1985. ХУШ Европейская конференция молодых радиоастрономов, г.Гренобль(Франция), тезисы докладов.

10.А.В.Коваленко,С.М.Кутузов,В.А.Удальцов. "Автоматизация исследований протяженных радиоисточников на радиотелескопе БСА ФИАН". 1985. Препринт No312 ФИАН.

11.А.П.Глушак и др. (A.P.GlushaK, A.V.Kovalenko, S.M.Kutuzov, A.V.Pynzar' and V.A.IJdal'tsov). "Old Supernova Hemnants: Structure and Source ol Radio Bniesion". 1987. Aust.J.Phys.,v.40.p.713-724.

12.A.B.Коваленко,С.М.Кутузов. "Исследование радиоизлучения Петли I на частоте 102.5 МГц". 1987. XIX Всесоюзная конференция по галактической и внегалактической радиоастрономии, г.Таллин, тезисы

докладов, С.83.

13.А.В.Коваленко. "Наблюдения слабого остатка сверхновой на частоте 102.5 МГц в направлении пульсара PSR1S30+22". 1989. Письма в Астрономический журнал, Т.15,No14,С.333-336. -

14. А. В. Коваленко, А. В. Пшзарь, В. А. Удальцов. "Интегральные потоки остатков сверхновых в метровом диапазоне волн и их спектры". 1991. XXIII Всесоюзная конференция по галактической и внегалактической радиоастрономии, г.Ашхабад, тезисы докладов, С.87.

15.Р.Д.Дагкесаманский,А.В.Коваленко,В.А.Удальцов. "Исследование нетеплоЕого радиоизлучения области центра Галактики на метровых волнах". 1994. Астрономический журнал, Т.71,вып.1, в печати.

16.А.В.Коваленко,А.В.Пынзарь,В.А.Удальцов. "Исследование остатков сверхловых по наблюдениям в Пущине. I.Каталог плотностей потоков остатков сверхновых на метровых волнах". 1994. Астрономический журнал, Т.71,вып.1, в печати.

17.А.В.Коваленко,А.В.Пынзарь,В.А.Удальцов. "Исследование остатков сверхновых по наблюдениям в Пущине. Н.Кошиляционнне спектры остатков сверхновых". 1994. Астрономический журнал, Т.71,вып.1, в печати.